關于《自動裝置》課程中靜態自并勵勵磁系統性能分析

[摘要]發電機靜態自并勵勵磁系統主要包括：勵磁變壓器、滅磁開關、過壓保護、起動裝置等。發電機自動勵磁調節器（AVR）及功率柜滅磁柜等設備安裝在汽機房運轉層。

[關鍵詞]自動裝置；靜態；自并勵；勵磁系統

一、技術性能

勵磁系統在發電機變壓器組高壓側對稱或不對稱短路時，保證AVR正確動作；當發電機的勵磁電壓和勵磁電流不超過其額定值的1.1倍時，勵磁系統能保持連續運行，勵磁設備的短時過負荷能力大于發電機轉子繞組短時過負荷能力，強勵倍數不小于2，允許強勵時間不小于10秒。勵磁系統電壓響比即電壓上升速度不低于3.5PU/S，勵磁系統電壓響時間≤0.1S；交流電壓允許偏差為額定值的-15%～+10%（外供交流電源額定電壓為380/220V），頻率允許偏差為額定值的-6%～+4%，直流電壓允許偏差為-20%～+10%（外供直流工作電源額定電壓為220V）。勵磁系統設備在電廠所在地最惡劣的環境條件下，能可靠、安全、連續地正常工作。

二、主要部件技術性能

（1）勵磁變壓器。勵磁變壓器額定容量根據勵磁系統需要確定，三相式，頻率50Hz，星/三角-11接線，安裝在戶內。勵磁變壓器采用干式、環氧樹脂、自冷、F級絕緣型式，其高低壓繞組之間有靜電屏蔽，能適帶整流負荷的要求，并能承受出口三相短路和不對稱短路，而不產生有害變形。高壓側保護用CT引至保護設備，用于可靠探測變壓器高壓側出口短路故障，并發出相關信號至報警和啟動發電機程序跳閘。高壓側測量用CT引出至我廠提供的測量系統，用于可靠檢測變壓器的工況。（2）可控硅整流裝置。可控硅整流裝置采用三相全控橋式整流電路，主要元器件選用高性能的進口設備，有至少25%的備用容量。功率整流裝置并聯支路數不小于3。整流裝置的每個功能元件都有快速熔斷器保護。并聯整流柜交直流側均設斷路器或刀閘，能與主電路及其它控制回路隔斷。整流裝置及其風機有良好的減噪設備，整流裝置柜門1米遠處嘈音小于65dB。（3）勵磁調節器。勵磁調節器（AVR）采用32位以上工控雙微機并聯冗余容錯的開放式結構，有良好的抗震、抗沖擊、抗電磁干擾能力；有與電廠計算機監控系統進行通訊接口的設備；兩套微機構成的雙通道從輸入到輸出均可完全獨立工作，雙機之間相互診斷、相互跟蹤、相互通訊、相互切換、相互備用。勵磁調節器具備下列5種運行方式：機端恒壓運行方式、恒勵磁電流運行方式、恒無功功率運行方式、恒功率因數運行方式、空載跟蹤網壓運行方式。自動電壓調節AVR：常規調節模式，以機端電壓作為反饋進行閉環調節。磁場電流調節FCR：以轉子電流作為反饋量進行閉環調節，在電壓反饋量測故障時，調節器由AVR方式自動切換至FCR方式，在正常情況下，可由AVR方式手動切換至FCR方式。恒無功調節：恒無功控制方式設定為只能在AVR方式下投入，它是通過修改AVR的電壓給定而使無功功率保持為給定常數值來實現的。恒功率因數調節：恒功率因數控制方式設定為只能在AVR方式下投入，它是通過修改AVR的電壓給定而使功率因數保持為給定常數值來實現的。通過軟件可實現下列輔助功能：欠勵磁瞬時限制功能、瞬時/延時過勵磁功能，定子過電流反時限限制功能，電壓頻率比限制功能，PSS限制功能，PT斷線監測和保護功能，誤強勵檢測限制功能，空載過壓保護功能，在線自檢功能，具有脈沖丟失及脈沖異常檢測功能，斷口自恢復式的軟硬件雙重WATCHDOG功能。過勵磁限制單元能與發電機轉子繞組發熱特性匹配的反時限特性；低勵限制特性由系統靜穩定極限和發電機端部發熱限制條件確定；電壓頻率比限制特性與發電機和主變壓器鐵心的過勵磁特性匹配。勵磁調節器除配置有雙通道的自動勵磁調節器外，還配置一套手動勵磁調節器。勵磁調節裝置能夠接受自動準同期裝置的調節信號，能夠接受無功功率自動成組調節信號，能夠實現起停的自動控制。能夠進行就地、遠方的滅磁開關分合。調節方式和通道的切換以及增減勵磁操作。手動調壓范圍保證發電機勵磁電壓能從空載勵磁電壓的20%到額定勵磁電壓的110%范圍內穩定平滑的調節。自動勵磁調節器穩壓電源裝置由兩路獨立的直流電源供電，電源取自220V直流系統。（4）勵磁系統其他設備。勵磁系統配置轉子滅磁裝置、轉子過電壓裝置以及起勵設備。正常停機采用逆變滅磁的方式，事故停機采用磁場斷路器加氧化鋅滅磁電阻滅磁的方式。把“手動逆變”打到“逆變”位置，則調節器強制逆變滅磁。在可控硅整流橋交流側、直流側及發電機轉子側設有過電壓保護裝置，用以保護可控硅及發電機轉子。起勵裝置采用交流整流起勵和直流蓄電池起勵兩種方式，起勵電流的大小按發電機空載勵磁電流的15%確定。

參考文獻

[1]王偉．電力系統自動裝置[M]．北京：北京大學出版社，2011